健壯肌肉 吃藥就行

積極有效地健身鍛煉，只需要幾個(gè)月的時(shí)間，我們就可以擁有強(qiáng)健發(fā)達(dá)的肌肉。但令人頭疼的是，為了保持這種狀態(tài)，我們必須堅(jiān)持鍛煉。當(dāng)我們停止運(yùn)動(dòng)，肌肉蛋白質(zhì)便開始分解，肌肉開始萎縮，因?yàn)殚e置的肌肉會(huì)帶來不必要的新陳代謝消耗。

對(duì)于長期臥床的人或者微重力條件下的宇航員，肌肉的萎縮是個(gè)大問題。萎縮，并不僅僅是停用或受傷帶來的綜合征，它也可能由多種疾病引起，比如腎衰竭、癌癥和艾滋病。當(dāng)足夠多的肌肉損失后，惡性循環(huán)開始了，因?yàn)殄憻捵兊迷絹碓嚼щy，反過來使得肌肉閑置、進(jìn)一步萎縮。

盡管人們花了多年時(shí)間研究解決辦法，但是目前對(duì)付這種病人的唯一方法還是長期的理療，包括舉重鍛煉等。然而這種辦法對(duì)于極度虛弱和病重的人并不管用。

最近科學(xué)家正在為發(fā)明一種新藥而努力，這種藥可以在我們停止鍛煉后，阻止身體肌肉萎縮。他們的目標(biāo)是用這種藥對(duì)付病人和老年人的虛弱現(xiàn)象，并使得人類可以進(jìn)行長期的太空飛行。當(dāng)然，這種藥也會(huì)讓更多的懶漢興奮不已——即使躺在床上，也不用擔(dān)心肌肉萎縮了。

肌肉“萎縮基因”

哈佛大學(xué)生物學(xué)家戈德堡從20世紀(jì)60年代末起開始研究肌肉萎縮。他和同行發(fā)現(xiàn)，肌肉萎縮并不是肌肉閑置或疾病的被動(dòng)副作用，而是由一種復(fù)雜基因控制的主動(dòng)過程。所以，一旦人們找出它是如何開啟的，就可以把這個(gè)過程關(guān)閉。

戈德堡說：“那時(shí)我們還不知道肌肉萎縮的途徑，但大約5年前我們的研究顯示，不論是肌肉閑置、新陳代謝疾病，還是禁食觸發(fā)的萎縮，其中起決定作用的生化過程是一樣的。

這一過程涉及泛素－蛋白酶體途徑，即身體用來清除細(xì)胞中無用蛋白質(zhì)的機(jī)制。當(dāng)這一機(jī)制激活后，泛素把“清除我”的標(biāo)記加在肌肉蛋白質(zhì)上。貼上標(biāo)簽的蛋白質(zhì)隨后被蛋白酶“吃掉”。蛋白酶呈桶形，是多種蛋白質(zhì)的復(fù)合體，它可以將蛋白質(zhì)分解為氨基酸，以備再利用。這一過程破壞了細(xì)胞內(nèi)的肌纖維，但是并沒有改變肌細(xì)胞的數(shù)量。只是使它們變薄變?nèi)趿恕＿M(jìn)一步的研究證實(shí)，至少有90個(gè)基因與這一萎縮過程有關(guān)。戈德堡稱它們?yōu)椤拔s基因”。

盡管還不知道到底是哪些基因觸發(fā)了肌肉萎縮，不過事實(shí)正逐步明朗，它們當(dāng)中有兩個(gè)基因?qū)τ谠撨^程是至關(guān)重要的——2001年首次得到描述的Atroginl和muRFl。它們是萎縮過程中始終保持活躍的“萎縮基因”。它們?yōu)榉核剡B接酶編碼，正是這種酶把“清除我”的標(biāo)記附在蛋白質(zhì)上。這兩個(gè)基因在一般的肌肉中不活躍，但是在得病的動(dòng)物身上活動(dòng)水平急速上升。把它們都清除以后，肌肉的萎縮停止了。

控制萎縮的“開關(guān)”

2006年3月，珀杜大學(xué)的一個(gè)研究組稱，他們發(fā)現(xiàn)了肌肉萎縮過程中的一個(gè)“開關(guān)”。而且他們還發(fā)現(xiàn)，現(xiàn)有的一種藥物可以把這個(gè)開關(guān)關(guān)掉。

珀杜小組發(fā)現(xiàn)，當(dāng)老鼠的肌肉萎縮過程開始后，體內(nèi)ergl基因的活動(dòng)水平上升。這種基因負(fù)責(zé)為骨骼和心肌組織中發(fā)現(xiàn)的一種鉀通道蛋白質(zhì)編碼。在心肌中，該通道包含兩種蛋白質(zhì)變體：ergla和erglb，它們可以使心肌在每次跳動(dòng)之后復(fù)位，從而保持心律。ergl基因若發(fā)生變異就會(huì)導(dǎo)致“長QT綜合征”，心肌不能及時(shí)復(fù)位，甚至?xí)?dǎo)致猝死。

珀杜小組證明ergla變體促發(fā)了骨骼肌的萎縮。在那些由于不活動(dòng)或癌癥而萎縮的肌肉中，他們發(fā)現(xiàn)了很高水平的ergla。他們?cè)诶鲜蠹〖?xì)胞上添加為變體蛋白質(zhì)編碼的基因，從而使得細(xì)胞表面ergla鉀通道的數(shù)量上升，這時(shí)萎縮就發(fā)生了。不過加入erglb相關(guān)基因并不會(huì)觸發(fā)萎縮。

至關(guān)重要的是，珀杜小組知道現(xiàn)存的一種叫作阿司咪唑的抗阻胺劑可以阻斷ergla通道。老鼠用了這種藥后，幾乎可以完全阻止那些不運(yùn)動(dòng)的肌肉發(fā)生萎縮，活動(dòng)如常的動(dòng)物甚至可以長出更多的肌肉。然而，阿司咪唑不僅阻斷了骨骼肌中的ergla通道，還阻斷了心臟中的通道，有可能引發(fā)長QT綜合征。由于這一風(fēng)險(xiǎn)的存在，阿司咪唑在1999年被停用了。

如果想在這個(gè)方向上取得成功，研究人員就得找到既針對(duì)骨骼肌中ergla、又不會(huì)阻斷心臟中ergla通道的方法。目前，小組正在研究用—種稱作RNA干預(yù)的“基因沉默”技術(shù)來阻斷ergla的作用。

與此同時(shí)，戈德堡和Regeneron小組還在分頭開展工作。他們的方法有些不同：著眼于轉(zhuǎn)錄因子蛋白質(zhì)，它可以控制其他基因的開或關(guān)。隨后，戈德堡小組發(fā)現(xiàn)了可控制許多萎縮基因的Foxo，抑制它就可以阻止肌肉萎縮。目前的所有證據(jù)都表明，它是未來療法的良好標(biāo)靶。

惠氏制藥公司的方法與上述途徑截然相反。該公司最近開始在營養(yǎng)失調(diào)患者身上試驗(yàn)一種免疫療法，目的是刺激肌肉生長，而非阻止萎縮。誘騙身體產(chǎn)生更多的肌肉組織的辦法與關(guān)閉萎縮過程的辦法殊途同歸，而且這兩種辦法很可能存在關(guān)聯(lián)。

疾病不再意味著虛弱

隨著研究人員不斷接近目標(biāo)，這種藥物的前景也使得人們愈來愈振奮。也許，用不了多久，長年臥床的病人可以吃這種藥阻止肌肉萎縮，加速他們的康復(fù)；醫(yī)生用它對(duì)付橫隔膜萎縮，可以使病人盡早拿掉呼吸機(jī)：疾病不再意味著虛弱；人們?cè)俨恍枰L而痛苦的理療來恢復(fù)肌肉力量；老年人可以像年輕人一樣行走如常，維持生活自理能力。

抗萎縮藥的前景也引起了美國宇航局的極大興趣。據(jù)美國宇航局的火星計(jì)劃估算，當(dāng)宇航員到達(dá)這個(gè)紅色星球之前，他們會(huì)損失25％的肌肉，這將使得他們變得虛弱，根本無法行走，更不要說穿上宇航服執(zhí)行任務(wù)了。如果宇航員吃下這種抗肌肉萎縮的藥物，在漫長的空間飛行中，就不會(huì)損耗肌肉。正因如此，戈德堡的工作得到了美國宇航局下屬的國家空間生物醫(yī)學(xué)研究所的資助。

當(dāng)然，發(fā)達(dá)的肌肉并不代表一切。我們平時(shí)參加的耐力訓(xùn)練會(huì)產(chǎn)生各種各樣的生理變化，比如肌肉血液供應(yīng)改善、細(xì)胞中提供能量的線粒體增加等，通過鍛煉，我們可以獲得強(qiáng)健的體魄和更聰明的大腦。但是，僅僅維持肌肉的大小是無法帶來這些好處的。